1實驗簡介
選用的生物質為冷壓成型的麥稈顆粒，選用的煤為大同煙煤。樣品的工業(yè)分析方法參照國家標準GB212-91，碳、氫、氧、氮元素采用CE440元素分析儀測量，硫元素的含量采用定硫儀來測量。將麥稈顆粒與煙煤在空氣中60℃的條件下烘干2h．干燥后的樣品由FWlOO型高速萬能粉碎機破碎成小于0.1 mm的粉末，然后按麥稈質量摻混比分別為0、10%、30%、50%、70%、90%、l00%在研缽中均勻混合，用自封袋保存。
由于燃料的燃燒過程由揮發(fā)分的析出燃燒和剩余焦炭燃燒兩部分組成，為了更加詳盡地研究生物質與煤混燃的燃燒特性，在實驗中分別考察了生物質摻混比例對燃料熱解特性、焦炭燃燒特性以及燃料的燃燒特性的影響，各自的實驗條件見表2。采用的熱重分析儀為德國NETZSCH公司生產(chǎn)的STA409C型常壓高溫熱天平，使用溫度范圍為25～1400℃，DSC測量范圍為500～5000uV。在實驗過程中加熱速率為50℃/min，氣體流量為100 mUmin。
2、實驗結果及分析
熱解實驗、焦炭燃燒實驗和燃燒實驗的TG曲線分別如圖I、圖2和圖3．由TG曲線可知，在熱解實驗、焦炭燃燒實驗和燃料燃燒實驗中，生物質麥稈的摻混都能改善煤的燃燒狀況，在熱解實驗和燃燒實驗中，生物質摻混比越大，燃燒性能越好，在焦炭燃燒實驗中燃燒速率隨生物質摻混比呈非線形增大。
生物質與煤混合燃料的燃燒屬于氣固異相反應，按反應溫度從低到高可劃分為：動力學控制區(qū)、動力一擴散聯(lián)合控制區(qū)和擴散控制區(qū)。研究表明，只有在動力學控制區(qū)求得的表觀活化能才更接近本征活化能值。因此，利用熱天平來測定固體燃料本征化學動力學參數(shù)時，必須將獲取這些參數(shù)的溫度范圍控制在化學動力區(qū)內(nèi)，消除外界的對流擴散、升溫速率、樣品量和孔隙擴散的影響。
從活化能角度講，本實驗中的煤比生物質更容易著火，但由實驗TG曲線分析并非如此。在熱解實驗中生物質的頻率因子比煤太了6個數(shù)量級，根據(jù)Arrhenius速率常數(shù)公式，生物質的燃燒過程比煤更容易進行。在熱解和燃燒過程中，生物質摻混比為l0%的燃料活化能要低于煤，而其頻率因子與煤的頻率因子在一個數(shù)量級，此時生物質對燃料熱解、燃燒特性的改善主要體現(xiàn)在降低燃料活化能上。當生物質摻混比高于l0%，隨著生物質摻混比的增加，燃料活化能有增加的趨勢，頻率因子也增加了4～6個數(shù)量級，此時生物質對燃料熱解、燃燒特性的改善主要體現(xiàn)在提高反應的頻率因子上．當生物質摻混比超過90%時，摻入生物質對提高反應頻率因子的作用減緩。在燃料燃燒的后期即焦炭燃燒階段，在各個摻混比下，活化能E最大僅相差16.77kj/moJ，頻率因子A最多相差1個數(shù)量級。總的來看，生物質摻混比對焦炭燃燒的活化能、頻率因子影響都不明顯．
3、結論
(1)生物質的摻混能夠改善煤的燃燒性能，摻混比越大，混合燃料的燃燒性能越好。
(2)從反應動力學角度分析，生物質的摻混對混合燃料燃燒性能的改善主要體現(xiàn)在熱解（揮發(fā)分析出）階段，而在焦炭的燃燒階段沒有明顯體現(xiàn)。
(3)生物質在不詞混合比例時對混合燃料燃燒性能的影響因素不同，在摻混比例較小時，主要是降低燃料的活化能，在摻混比例較大時，主要是增大反應的頻率因子。
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1、秸稈顆粒機
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